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Nutzung der oberflächennahen Geothermie in Hessen - Zahlen und Kenngrößen

Innerhalb weniger Jahre wurden in Hessen einige Tausend Erdwärmesondenanlagen von einer stetig gewachsenen Zahl von Bohrfirmen errichtet. Die nachfolgende statistische Auswertung dokumentiert die Entwicklung und den Stand dieses Booms. Sie charakterisiert Art und Umfang des Einsatzes von Erdwärmesonden in Hessen anhand verschiedener technischer Merkmale und erläutert Einflussfaktoren der Anlagenplanung.

Innerhalb weniger Jahre wurden in Hessen einige Tausend Erdwärmesondenanlagen von einer stetig gewachsenen Zahl von Bohrfirmen errichtet. Die nachfolgende statistische Auswertung dokumentiert die Entwicklung und den Stand dieses Booms. Sie charakterisiert Art und Umfang des Einsatzes von Erdwärmesonden in Hessen anhand verschiedener technischer Merkmale und erläutert Einflussfaktoren der Anlagenplanung. Die durchschnittliche hessische EWSAnlage dient zur Beheizung von Wohngebäuden mit einem Heizleistungsbedarf von 10 bis 11 kW. Sie hat zwei Bohrungen mit einem Bohrdurchmesser von 150 mm und einer Tiefe von 94 m, in die Doppel-U-Sonden 32*2,9 mm eingebaut sind. Als Wärmeträgermittel wird überwiegend ein Wasser-Monoethylenglykol-Gemisch eingesetzt. Die Bemessung der EWS erfolgt vielfach ohne Berücksichtigung der standörtlichen geologischen Situation, sondern stattdessen auf Basis von vermeintlichen Erfahrungswerten. Dieses Vorgehen wird durch die VDI-Richtlinie 4640, Blatt 2 selbst und Empfehlungen von Wärmepumpenherstellern gefördert. Es ist davon auszugehen, dass sich die gem. § 127 BBergG erforderliche Prüfung der Betriebsplanpflicht ab einer Bohrtiefe von 100 m auf die Bemessung von EWS auswirkt. Hier sollte geprüft werden, ob die Betriebsplanpflicht erst ab einer größeren Tiefe (z. B. 150 m) zu prüfen ist. Über 50 Prozent der EWS-Anlagen verfügen über eine Heizleistung von 7 bis 12 kW. Heizleistungen über 20 kW treten bei EWS-gekoppelten Wärmepumpen nur selten auf. Mit der Heizleistung steigen aber auch die Zahl der EWS einer Anlage und deren gegenseitige Beeinflussung. Es erscheint daher äußerst sinnvoll, spezifische Entzugsleistungen beispielsweise auch für WP-Heizleistungen von 5, 10, 15 und 20 kW bereitzustellen.

Geothermie im Spezialtiefbau: Praxis mit BIM
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (7/2017)
Ab 2020 werden öffentliche Großprojekte in Deutschland nur noch mit Building Information Modeling (BIM) neu geplant, gebaut und betrieben. So sieht es der Stufenplan Digitales Planen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vor.

Depothermie - Geothermale Nutzung von Deponien und Altablagerungen zur Wärmegewinnung und -speicherung
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Dem Ausbau der Geothermie, insbesondere der oberflächennahen Geothermie zur Heizung und Kühlung von Wohn- und Industriegebäuden, wird zukünftig eine steigende Bedeutung zukommen, da durch die Energiewende und den beschlossenen Klimaschutzplan 2050 die Umstellung von einer kohlenstoffbasierten auf eine regenerative Energieerzeugung forciert werden wird.

Europäische Normung für den Brunnenbau nimmt Fahrt auf
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (6/2017)
Die umfangreichen Vorbereitungen für eine gute Ausgangsposition der deutschen Expertise bei der Normung des Brunnenbaus tragen nun erste Früchte. Die strikte Trennung der Themenkomplexe 'oberflächennahe Geothermie' und 'Brunnenbau' wurde auf der konstituierenden Sitzung des CEN TC 451 'Water wells and borehole heat exchangers' durchgesetzt.

Anlagendimensionierung zur Unterschreitung des in Hessen für EWS geforderten Mindestabstandes zur Grundstücksgrenze
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Die hessischen Anforderungen des Gewässerschutzes an Erdwärmesonden (EWS) vom 21. März 2014 geben einen im Regelfall einzuhaltenden Mindestabstand zwischen EWS und Grundstücksgrenze von 5 m vor. Bei Einhaltung dieses Abstandes wird für EWS-Anlagen mit einer Heizleistung bis 30 kW davon ausgegangen, dass es in der Regel zu keiner thermischen Beeinflussung außerhalb des Grundstücks kommt und somit keine Gewinnung von Erdwärme im Sinne des Bundesberggesetzes (BBergG) erfolgt.

Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart
© wvgw Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH (5/2017)
Ein praktischer Leistungsvergleich von Erdwärmesonden verschiedener Bauart am gleichen Standort unter gleichen Beanspruchungsbedingungen ist bisher nicht bekannt.